JP2006017925A - Optical waveguide and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide which is applicable to downsizing and high integration of an optical communication element and an optical integrated circuit, and is further excellent in productivity, and to provide a manufacturing method to obtain the optical waveguide. <P>SOLUTION: Optical waveguide cladding section 15 to which a metal ion is implanted is formed on a quartz thin film 13 integrally formed with an optical waveguide core section 14. Furthermore, if necessary, on the route of these optical waveguides, an optical switch section constructed with a second buffer layer 16 formed on a part of the core section of the optical waveguide and a metal electrode film 17 with which an electric field is applicable to an upper section of the second buffer layer is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、気相成長法により一体した水晶薄膜をコア部又はコア部周囲のクラッド部に用いた光導波路及びその製造方法に関し、特に製造効率が高く集積化が良好な光導波路及びその製造方法に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide using a quartz crystal thin film integrated by a vapor deposition method in a core portion or a cladding portion around the core portion, and a method for manufacturing the same. About.

光ファイバを用いた光通信に使用する光通信デバイス、又は光スイッチや光合分岐などの光デバイスを集積して種々の機能を実現する光集積回路において、光ファイバ間又は光ファイバと電子機器とを接続する部分や光集積回路に使用される光デバイス間を繋ぐ経路として光導波路が数多く使用されている。   An optical communication device used for optical communication using an optical fiber, or an optical integrated circuit that realizes various functions by integrating optical devices such as optical switches and optical coupling and branching, between optical fibers or between optical fibers and electronic equipment. Many optical waveguides are used as a path connecting optical devices used in connected portions and optical integrated circuits.

従来の光導波路としては、基板上に光導波路部をパターニングにより形成したグルーブ(溝)構造の光導波路(下記特許文献1を参照)や、この光導波路部の周囲を光導波路部とは光屈折率の異なる物質で覆ったクラッド構造を有する光導波路(下記特許文献2を参照)が用いられてる。   As a conventional optical waveguide, an optical waveguide having a groove structure formed by patterning an optical waveguide portion on a substrate (see Patent Document 1 below), and the optical waveguide portion around the optical waveguide portion is optically refracted. An optical waveguide having a clad structure covered with materials having different rates (see Patent Document 2 below) is used.

そのような光導波路の製造方法としては、石英ガラスのウエハ形状の基板上にコア層を形成する。次にフォトリソグラフィ法とエッチングにより、このコア層のうち光導波路のコアとなる部分を基板上に残すように、他のコア層を基板上から除去する。次にこの基板とコアとなる部分の上にクラッド層を形成し、このように光導波路形成された基板をケーシングして光導波路を製造する方法が用いられている。   As a method for manufacturing such an optical waveguide, a core layer is formed on a quartz glass wafer-shaped substrate. Next, the other core layer is removed from the substrate by photolithography and etching so that the core layer of the core layer remains on the substrate. Next, a method is used in which a clad layer is formed on the substrate and a core portion, and the optical waveguide is manufactured by casing the substrate thus formed with the optical waveguide.

前記のような光導波路及びその製造方法については、以下のような文献が開示されている。   The following documents are disclosed about the above optical waveguide and its manufacturing method.

特開平6−167626号公報JP-A-6-167626 特開2002―162526号公報JP 2002-162526 A 特開2002−196168号公報JP 2002-196168 A

尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。   In addition, the applicant has not found any prior art documents related to the present invention by the time of filing of the present application other than the prior art documents specified by the above prior art document information.

しかしながら、上述した従来の光導波路及びその製造方法においては、光導波路のコア部の断面の大きさを小さくすることに限界があり、コア内で光が散乱する恐れがある。光が散乱した場合データのロスや光導波路近くの他のデバイスに悪影響を与えてしまう可能性がある。   However, in the conventional optical waveguide and the manufacturing method thereof described above, there is a limit to reducing the size of the cross section of the core portion of the optical waveguide, and there is a possibility that light is scattered in the core. When light is scattered, data loss and other devices near the optical waveguide may be adversely affected.

また、グルーブ構造の光導波路を小型化高集積化する場合、コア部側面の加工仕上げ精度を光の波長レベルに維持することが難しく、仮に加工が可能であったとしても、その加工装置は非常に高い加工レベルを実現させるために高価になってしまい、製品単価を上げる要因の一つに成ってしまう   Also, when miniaturizing and highly integrating the optical waveguide with a groove structure, it is difficult to maintain the processing finish accuracy of the side surface of the core at the light wavelength level. Even if processing is possible, the processing equipment is very It becomes expensive to realize a high processing level, and it becomes one of the factors that raise the product unit price

また、コア部の周りにクラッド層を形成したクラッド構造の光導波路の場合は、どうしてもコア部の周囲にクラッド層を形成する空間が必要となり、小型化特に高集積化が非常に困難になる。   Further, in the case of an optical waveguide having a clad structure in which a clad layer is formed around the core portion, a space for forming the clad layer is inevitably required around the core portion, which makes it very difficult to reduce the size, particularly to achieve high integration.

更に光通信デバイスや光集積回路において、それらに使用する光スイッチ部は光導波路部とは別の構成素子として形成されるために、光スイッチ部を形成する工程が光導波路を形成する工程と別途必要となる。従ってその分の製造時間及び製造コストが掛かり、これも製品単価を上げる要因になる可能性がある。   Furthermore, in optical communication devices and optical integrated circuits, the optical switch part used for them is formed as a separate component from the optical waveguide part. Therefore, the process of forming the optical switch part is separate from the process of forming the optical waveguide. Necessary. Therefore, the manufacturing time and manufacturing cost for that amount are required, which may be a factor for increasing the unit price of the product.

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、光通信素子や光集積回路の小型化高集積化に対応でき、かつ、生産性にも優れた光導波路、及びその光導波路を得ることができる製造方法を提供することにある。   The present invention has been devised in view of the above-described drawbacks, and an object thereof is an optical waveguide that can cope with downsizing and high integration of an optical communication element and an optical integrated circuit, and has excellent productivity, and the optical waveguide. It is in providing the manufacturing method which can obtain.

上記課題を解決する手段として、基板上に形成された光導波路コア部と、この光導波路コア部の少なくとも一部を覆う光導波路コア部と光屈折率が異なる光導波路クラッド部とが形成されている光導波路において、
光導波路コア部及び光導波路クラッド部は一体形成された水晶薄膜で形成されており、光導波路クラッド部を構成する該水晶薄膜内には金属イオンが注入されており、且つこの光導波路コア部の経路上の所望の位置には、光導波路コア部の上部に形成された第2のバッファ層と、この第2のバッファ層の上部に電界が印加可能な金属製の電極膜とにより構成される光スイッチ部が形成されていることを特徴とする光導波路である。
As means for solving the above problems, an optical waveguide core portion formed on a substrate, an optical waveguide core portion covering at least a part of the optical waveguide core portion, and an optical waveguide cladding portion having a different optical refractive index are formed. In the optical waveguide
The optical waveguide core portion and the optical waveguide clad portion are formed of an integrally formed crystal thin film, and metal ions are implanted into the crystal thin film constituting the optical waveguide clad portion, and the optical waveguide core portion A desired position on the path is constituted by a second buffer layer formed above the optical waveguide core portion and a metal electrode film capable of applying an electric field to the upper portion of the second buffer layer. An optical waveguide characterized in that an optical switch portion is formed.

また、前項記載の光導波路を製造する方法として、基板上に水晶により形成するコア部と、該コア部の少なくとも一部を覆う該コアと光屈折率が異なるクラッド部とを形成する光導波路の製造方法において、
光導波路形成領域を有する複数個の素子の子基板がマトリックスに設けられている母基板上に第1のバッファ層を形成し、この第1のバッファ層をフォトリソグラフィ法により各々の子基板における光導波路形成領域の所望の光導波路部及び光スイッチ部の配線パターンに露光現像し、エッチングにより第1のバッファ層の配線パターン以外の不要部を除去する工程と、
母基板及び母基板の上に残った第1のバッファ層の上に、気相成長法により水晶薄膜をエピタキシャル形成する工程と、
この水晶薄膜の上に第2のバッファ層を形成し、光スイッチ部を形成する位置に形成した第2のバッファ層の上に電極膜を形成する工程と、
水晶薄膜のうち、各々の子基板における光導波路形成領域毎で光導波路コア部として使用する水晶薄膜及び電極膜の上に注入保護膜を形成する工程と、
この注入保護膜を表面の所望箇所に形成した水晶薄膜及び電極膜の上より金属イオンを水晶薄膜内に注入する工程と
注入保護膜を除去し、母基板を光導波路素形成領域を含む所望の子基板形状に切断し、この子基板をケーシングすることで、複数個の光導波路を形成した素子を同時に作成する工程とを具備することを特徴とする製造方法でもある。
In addition, as a method of manufacturing the optical waveguide described in the preceding paragraph, an optical waveguide for forming a core portion formed of quartz on a substrate and a cladding portion that covers at least a part of the core portion and a clad portion having a different optical refractive index. In the manufacturing method,
A first buffer layer is formed on a mother substrate on which a plurality of element sub-substrates each having an optical waveguide formation region are provided in a matrix, and the first buffer layer is optically applied to each sub-substrate by photolithography. A step of exposing and developing a wiring pattern of a desired optical waveguide portion and optical switch portion in a waveguide formation region, and removing unnecessary portions other than the wiring pattern of the first buffer layer by etching;
A step of epitaxially forming a crystal thin film by vapor deposition on the mother substrate and the first buffer layer remaining on the mother substrate;
Forming a second buffer layer on the quartz thin film and forming an electrode film on the second buffer layer formed at a position where the optical switch portion is formed;
A step of forming an injection protective film on the crystal thin film and the electrode film used as the optical waveguide core portion for each optical waveguide forming region in each of the quartz thin films,
A step of injecting metal ions into the crystal thin film from above the crystal thin film and electrode film on which the implantation protective film is formed at a desired location on the surface, the implantation protective film is removed, and the mother substrate is formed into a desired region including the optical waveguide element forming region. It is also a manufacturing method characterized by comprising a step of simultaneously forming an element in which a plurality of optical waveguides are formed by cutting into a child substrate shape and casing the child substrate.

本発明によれば、気相成長法により形成した水晶薄膜をコア部及びクラッド部に使用することができるので、光導波路のコア部においては、その断面積の大きさを従来のものより非常に小さくすることが可能であり、コア内で光が散乱することを抑え、光が散乱したことによるデータのロスや光導波路近くの他のデバイス与える悪影響を最小限に抑止することができる。   According to the present invention, a crystal thin film formed by vapor deposition can be used for the core portion and the clad portion. Therefore, the size of the cross-sectional area of the core portion of the optical waveguide is much higher than that of the conventional one. It can be made small, light scattering in the core can be suppressed, and data loss due to the light scattering and adverse effects on other devices near the optical waveguide can be minimized.

また、コア部及びクラッド部を一体形成した水晶薄膜にフォトリソグラフィ法及びパターニング等により形成するので、コア部及びクラッド部を非常に微細且つ高精度に形成できるので、光導波路を形成する光通信デバイスや光集積回路の小型化特に高集積化が可能となる。   In addition, since the core and clad are formed on the quartz thin film integrally formed with the core and the clad by photolithography and patterning, the core and clad can be formed very finely and with high precision. In addition, it is possible to reduce the size of the optical integrated circuit and particularly to increase the integration.

更に、本発明では、光スイッチ部を水晶で構成された光導波路の所望の箇所に光導波路上に電極膜を形成することで得ることができるので、従来技術に比べ、光スイッチ部自体の製造工程及び製造コストを著しく短縮且つ低くすることができ、更に光スイッチ部の構造が単純化できるので、小型化高集積化にも有利になる。   Furthermore, in the present invention, the optical switch part can be obtained by forming an electrode film on the optical waveguide at a desired location of the optical waveguide made of quartz, so that the optical switch part itself is manufactured as compared with the prior art. The process and the manufacturing cost can be remarkably shortened and lowered, and the structure of the optical switch part can be simplified, which is advantageous for downsizing and high integration.

よって、上記作用により、従来の光導波路に比べ、より小型化高集積化に優れ且つ製造効率が良好な光導波路及びその製造方法を提供できる効果を奏する。   Therefore, the above action produces an effect of providing an optical waveguide that is superior in miniaturization and integration, and has a good manufacturing efficiency, and a method for manufacturing the same, as compared with a conventional optical waveguide.

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の製造方法によって製作された光導波路の光進行方向に対し直角に切断した場合の断面図である。、図2は、図1記載の光導波路の製造工程を表した工程チャート図である。尚、図1にあって、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に水晶薄膜等の層及び膜の厚さ寸法は、本発明を理解し易くするためにデフォルメした形で現している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention cut at right angles to the light traveling direction. FIG. 2 is a process chart showing the manufacturing process of the optical waveguide shown in FIG. In FIG. 1, for clarity of explanation, a part of the structure is not shown, and some dimensions are exaggerated. In particular, layers such as quartz thin films and film thickness dimensions are shown in a deformed form to facilitate understanding of the present invention.

即ち、図1に図示した光導波路は、シリコン、ガラス又はアルミナなどを材質とする基板11の表面には、第1のバッファ層12が形成されている。この第1のバッファ層は、フォトリソグラフィ法及びエッチングにより、所望する光導波路部及び光スイッチ部の配線形状に加工されている。尚、この第1のバッファ層12は、その上に形成される水晶薄膜13の結晶性改善の為に形成されている。   That is, in the optical waveguide shown in FIG. 1, the first buffer layer 12 is formed on the surface of the substrate 11 made of silicon, glass, alumina, or the like. The first buffer layer is processed into the desired wiring shape of the optical waveguide portion and the optical switch portion by photolithography and etching. The first buffer layer 12 is formed for improving the crystallinity of the crystal thin film 13 formed thereon.

この第1のバッファ層12の上には、厚さ数μmの水晶薄膜13が気相成長法によるエピタキシャル成長で形成されている。この水晶薄膜13は、第1のバッファ層の上に形成された水晶薄膜は光導波路コア部14に、第1のバッファ層の上以外の基板1上に形成された水晶薄膜には金属イオンが注入されており、光導波路コア部14とは光屈折率が異なる光導波路クラッド部15に加工されている。   A quartz thin film 13 having a thickness of several μm is formed on the first buffer layer 12 by epitaxial growth by a vapor phase growth method. In this quartz crystal thin film 13, metal ions are formed on the optical waveguide core portion 14 in the quartz thin film formed on the first buffer layer and in the quartz crystal thin film formed on the substrate 1 other than on the first buffer layer. It is injected and processed into an optical waveguide cladding portion 15 having a different optical refractive index from that of the optical waveguide core portion 14.

この光導波路コア部14と光導波路クラッド部からなる水晶薄膜13の上には第2のバッファ層16が形成されている。更に、光導波路コア部14の所望の位置の第2のバッファ層の上には、金による電極膜17が形成されている。この電極膜17に電界を印加することにより、電極膜17の下にある光導波路コア部14の水晶に逆圧電効果により歪みが発生し、この歪みにより光導波路コア部14の光屈折率が変化する。因ってこの電極膜17を形成した部分の光導波路コア部には、この作用を利用した光スイッチ部が形成される。   A second buffer layer 16 is formed on the crystal thin film 13 composed of the optical waveguide core portion 14 and the optical waveguide cladding portion. Further, an electrode film 17 made of gold is formed on the second buffer layer at a desired position of the optical waveguide core portion 14. By applying an electric field to the electrode film 17, distortion occurs in the crystal of the optical waveguide core portion 14 below the electrode film 17 due to the inverse piezoelectric effect, and the optical refractive index of the optical waveguide core portion 14 changes due to this distortion. To do. Therefore, an optical switch portion using this action is formed in the portion of the optical waveguide core where the electrode film 17 is formed.

次に、上記光導波路の製造方法を図2により説明する。まず、複数個の光導波路形成領域を有する光通信デバイスや光集積回路の子基板がマトリックスに設けられている母基板上全面に第1のバッファ層を形成し、この第1のバッファ層をフォトリソグラフィ法により各々の子基板の光導波路形成領域における所望の光導波路部及び光スイッチ部のパターンに露光現像し、エッチングにより第1のバッファ層の所望の光導波路パターン以外の不要部を除去する(図2の工程(a)から工程(c)まで)。   Next, a method for manufacturing the optical waveguide will be described with reference to FIG. First, a first buffer layer is formed on an entire surface of a mother substrate on which a sub-substrate of an optical communication device or an optical integrated circuit having a plurality of optical waveguide formation regions is provided in a matrix, and this first buffer layer is formed on a photo The pattern of the desired optical waveguide portion and the optical switch portion in the optical waveguide formation region of each sub-substrate is exposed and developed by lithography, and unnecessary portions other than the desired optical waveguide pattern of the first buffer layer are removed by etching ( Step (a) to step (c) in FIG. 2).

次に、母基板及びこの母基板の上に残った所望の光導波路パターンに形成した第1のバッファ層の上に、図3のような装置を用いて、気相成長法により水晶薄膜を所望の厚さにエピタキシャル成長させる(図2の工程(d))。この際、第1のバッファ層の影響により、第1のバッファ層の上の水晶薄膜の結晶性は、他の部分の結晶性より良好となり通過する光のロスを少なくできる。   Next, a quartz crystal thin film is desired on the mother substrate and the first buffer layer formed in a desired optical waveguide pattern remaining on the mother substrate by vapor phase growth using an apparatus as shown in FIG. Is epitaxially grown to a thickness (step (d) in FIG. 2). At this time, due to the influence of the first buffer layer, the crystallinity of the crystal thin film on the first buffer layer is better than the crystallinity of other portions, and the loss of light passing therethrough can be reduced.

次に、水晶薄膜の上に第2のバッファ層を形成し、後工程で形成する光導波路コア部の経路上の所定位置の第2のバッファ層の上に電極膜を形成する(図2の工程(e)から工程(f)まで)。本発明における光スイッチ部は、この電極膜と光導波路コア部を形成する水晶薄膜による逆圧電効果を利用して光屈折率の変化を利用して形成している。   Next, a second buffer layer is formed on the quartz thin film, and an electrode film is formed on the second buffer layer at a predetermined position on the path of the optical waveguide core portion to be formed in a later step (FIG. 2). Step (e) to Step (f)). The optical switch part in the present invention is formed by utilizing the change of the optical refractive index by utilizing the inverse piezoelectric effect by the crystal thin film forming the electrode film and the optical waveguide core part.

次に、母基板全体に形成した水晶薄膜のうち、各々の子基板における光導波路形成領域毎で光導波路コア部として使用する第2のバッファ層及び光スイッチ部として形成した電極膜の上に注入保護膜を形成する(図2の工程(g))。   Next, among the crystal thin films formed on the entire mother substrate, the second buffer layer used as the optical waveguide core portion and the electrode film formed as the optical switch portion for each optical waveguide formation region in each sub-substrate are injected. A protective film is formed (step (g) in FIG. 2).

次に、注入保護膜を表面の所定箇所に形成した第2のバッファ層及び該電極膜の上より金属イオンを水晶薄膜内に不純物として注入する(図2の工程(h))。注入保護膜により保護された部分以外の水晶薄膜内に金属イオンが注入されることにより、保護された水晶薄膜箇所と金属イオンが注入された保護されていない水晶薄膜箇所とでは、金属イオンの有無により光屈折率の違いが生じる。この差違を利用して水晶薄膜内に光導波路コア部(金属イオン無し)と光導波路クラッド部(金属イオン有り)を形成する。このような形成方法を用いることで、光導波路コア部と光導波路クラッド部を水晶薄膜内に微細且つ高精度で形成することができる。   Next, metal ions are implanted as impurities into the crystal thin film from above the second buffer layer having the implantation protective film formed at a predetermined position on the surface and the electrode film (step (h) in FIG. 2). Metal ions are injected into the crystal thin film other than the portion protected by the implantation protective film, so that the presence or absence of metal ions is present between the protected crystal thin film portion and the unprotected quartz thin film portion into which the metal ions are implanted. This causes a difference in the refractive index of light. Using this difference, an optical waveguide core (without metal ions) and an optical waveguide cladding (with metal ions) are formed in the quartz thin film. By using such a forming method, the optical waveguide core portion and the optical waveguide clad portion can be formed finely and with high accuracy in the crystal thin film.

次に、注入保護膜を第2のバッファ層及び電極膜上より除去し(図2の工程(i))、前述したのような工程により光導波路を形成した光導波路形成領域を含む所望の光通信デバイスや光集積回路の各々の子基板を切断し、切断した個々の子基板をケーシングして複数個の光導波路を形成した光素子を同時に作成する(図2の工程(j))。   Next, the injection protective film is removed from the second buffer layer and the electrode film (step (i) in FIG. 2), and the desired light including the optical waveguide forming region in which the optical waveguide is formed by the process as described above. Each sub-board of the communication device or the optical integrated circuit is cut, and an optical element in which a plurality of optical waveguides are formed by casing each cut sub-board is formed simultaneously (step (j) in FIG. 2).

尚、本実施例では、光導波路クラッド部を形成する方法として、水晶薄膜の光導波路クラッド部を形成する部分に金属イオンを注入する方法を開示したが、本発明はこの方法に限定する訳ではなく、水晶薄膜内に注入でき且つ注入の有無により光屈折率に差違が生じるものであれば本実施例の金属イオン以外の物質でも良い。   In this embodiment, as a method of forming the optical waveguide cladding portion, a method of injecting metal ions into the portion of the crystal thin film where the optical waveguide cladding portion is formed is disclosed. However, the present invention is not limited to this method. Alternatively, a substance other than the metal ion of the present embodiment may be used as long as it can be injected into the crystal thin film and the optical refractive index varies depending on the presence or absence of injection.

図1は本発明の製造方法によって製作した光導波路を、光信号の進行方向に直角に切断した場合の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention cut at right angles to the traveling direction of an optical signal. 図2は図1に図示した光導波路を製造する工程を示した工程チャート図である。2 is a process chart showing a process of manufacturing the optical waveguide shown in FIG. 図3は、本発明の光導波路の製造方法のうち、水晶薄膜のエピタキシャル成長を内部に載置された基板上に行うための装置の略模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus for performing epitaxial growth of a crystal thin film on a substrate mounted therein, in the method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

11・・・基板
12・・・第1のバッファ層
13・・・水晶薄膜
14・・・光導波路コア部
15・・・光導波路クラッド部
15・・・母基板
16・・・第2のバッファ層
17・・・電極膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Board | substrate 12 ... 1st buffer layer 13 ... Quartz thin film 14 ... Optical waveguide core part 15 ... Optical waveguide clad part 15 ... Mother board 16 ... 2nd buffer Layer 17 ... Electrode film

Claims (2)

基板上に形成された光導波路コア部と、該光導波路コア部の少なくとも一部を覆う該光導波路コア部と光屈折率が異なる光導波路クラッド部とが形成されている光導波路において、
該光導波路コア部及び該光導波路クラッド部は一体形成された水晶薄膜で形成されており、該光導波路クラッド部を構成する該水晶薄膜内には金属イオンが注入されており、且つ該光導波路コア部の経路上の所望の位置には、該光導波路コア部の上部に形成された第2のバッファ層と、該第2のバッファ層の上部に電界が印加可能な金属製の電極膜とにより構成される光スイッチ部が形成されていることを特徴とする光導波路。
In the optical waveguide in which the optical waveguide core part formed on the substrate, the optical waveguide core part covering at least a part of the optical waveguide core part, and the optical waveguide clad part having a different optical refractive index are formed.
The optical waveguide core portion and the optical waveguide clad portion are formed of an integrally formed crystal thin film, and metal ions are implanted into the crystal thin film constituting the optical waveguide clad portion, and the optical waveguide At a desired position on the path of the core portion, a second buffer layer formed on the optical waveguide core portion, and a metal electrode film capable of applying an electric field on the second buffer layer, An optical waveguide characterized in that an optical switch part constituted by the above is formed.
基板上に水晶により形成する光導波路コア部と、該光導波路コア部の少なくとも一部を覆う該光導波路コア部と光屈折率が異なる光導波路クラッド部とを形成する光導波路の製造方法において、
光導波路形成領域を有する複数個の素子の子基板がマトリックスに設けられている母基板上に第1のバッファ層を形成し、該第1のバッファ層をフォトリソグラフィ法により各々の該子基板における該光導波路形成領域の所望の光導波路の配線パターンに露光現像し、エッチングにより該第1のバッファ層の該配線パターン以外の不要部を除去する工程と、
母基板及び該母基板の上に残った該第1のバッファ層の上に、気相成長法により水晶薄膜をエピタキシャル形成する工程と、
該水晶薄膜の上に第2のバッファ層を形成し、該光導波路コア部の所望の位置に光スイッチ部を形成する位置に形成した該第2のバッファ層の上に電極膜を形成する工程と、
該水晶薄膜のうち、各々の該子基板における光導波路形成領域毎で該光導波路コア部として使用する該水晶薄膜及び該電極膜の上に注入保護膜を形成する工程と、
該注入保護膜を表面の所望箇所に形成した該水晶薄膜及び該電極膜の上より金属イオンを該水晶薄膜内に注入する工程と
該注入保護膜を除去し、該母基板を該光導波路素形成領域を含む所望の子基板形状に切断し、該子基板をケーシングすることで、複数個の光導波路を形成した素子を同時に作成する工程とを具備することを特徴とする光導波路の製造方法。
In an optical waveguide manufacturing method for forming an optical waveguide core part formed of quartz on a substrate, and an optical waveguide clad part having a different optical refractive index from the optical waveguide core part covering at least a part of the optical waveguide core part,
A first buffer layer is formed on a mother substrate on which a plurality of element sub-substrates having optical waveguide formation regions are provided in a matrix, and the first buffer layer is formed on each sub-substrate by photolithography. Exposing and developing a wiring pattern of a desired optical waveguide in the optical waveguide formation region, and removing unnecessary portions other than the wiring pattern of the first buffer layer by etching; and
A step of epitaxially forming a crystal thin film on the mother substrate and the first buffer layer remaining on the mother substrate by vapor deposition;
Forming a second buffer layer on the quartz thin film and forming an electrode film on the second buffer layer formed at a position where the optical switch portion is formed at a desired position of the optical waveguide core portion; When,
A step of forming an injection protective film on the crystal thin film and the electrode film used as the optical waveguide core portion for each optical waveguide forming region in each of the sub-substrates of the crystal thin film;
Injecting metal ions into the crystal thin film from above the crystal thin film and the electrode film having the injection protective film formed at a desired location on the surface, removing the injection protective film, and forming the mother substrate into the optical waveguide element A method of manufacturing an optical waveguide, comprising: forming a plurality of optical waveguides at the same time by cutting into a desired sub-substrate shape including a formation region and casing the sub-substrate. .
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